Các lò xo nhẹ nhất là gì?

Tôi tự hỏi liệu có một lò xo đủ mạnh và đủ nhẹ để làm phồng một lớp màng kín để nó nổi ở Tiêu chuẩn & Áp suất.

Ví dụ, một hình trụ 10cm sẽ thay thế chỉ dưới 1 gram không khí, nhưng một lò xo hình trụ sẽ phải chống lại 162kg lực khí quyển trong cấu hình đó. Có một thứ như một lò xo hình trụ 162kg 10cm nặng chưa đến 1 gram?

Nhưng đó chỉ là một thiết kế mùa xuân. Tổng quát hơn, những thiết kế mùa xuân cung cấp tỷ lệ / trọng lượng cao nhất? Các giới hạn thực tế hiện nay về tốc độ lò xo so với khối lượng mùa xuân, và sử dụng vật liệu gì?

Tôi biết câu hỏi của bạn là về lò xo, nhưng tôi không nghĩ rằng lò xo là câu trả lời cho ứng dụng mong muốn của bạn.

Như bạn đã đề cập, lực bên trong từ áp suất không khí rất lớn, do đó, bạn không chỉ cần một lò xo mạnh mà còn cần một vật liệu cho tấm panel nhẹ và có thể chịu được các lực đó. Ngoài ra, bạn sẽ cần phải sơ tán không khí thấm qua vật liệu ở cấp độ phân tử. Có nhiều lý do tốt để máy bay nhẹ hơn không khí sử dụng khí mật độ thấp bên trong khinh khí cầu:

1. Không có yêu cầu cho các vật liệu đặc biệt mạnh và nhẹ.
2. Không có chênh lệch áp suất (hoặc rất thấp) giữa bên trong và bên ngoài, và do đó không có xu hướng khí thoát ra ngoài hoặc khí quyển ngấm vào.

Bạn có thể thích đọc bài viết trên Wikipedia về khí cầu chân không , đặc biệt là phần về các ràng buộc vật liệu . Điều này cho thấy bằng chứng rằng ngay cả khi sử dụng một hình dạng mạnh (hình cầu rỗng) làm bằng kim cương, áp lực quá lớn để cấu trúc có thể chịu được một khi bạn làm mỏng nó xuống đủ nhẹ để trở nên nổi.

Cho rằng trong những điều kiện lý tưởng này là không thể, dường như không thể có một lò xo trong khinh khí cầu. Tuy nhiên, bài viết trên Wikipedia không để ngỏ khả năng rằng nếu bức tường của quả cầu không vững chắc, ví dụ nếu nó được làm bằng cấu trúc tổ ong, thì nó vẫn có thể xảy ra.

Cập nhật: Rõ ràng các phép toán đã được thực hiện để chỉ ra điều này là có thể trong lý thuyết, nhưng không rõ liệu nó đã được thực hiện thành công hay chưa.